入出力仕様の書き方

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入出力仕様を書くときの必須項目には次のようなものがある。

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(1) 信号の説明

・信号名、方向、説明を書く。

・信号名は、正論理（High=1(true))か負論理(High=0(false))かわかるように付けた方がよい。

例)

× バスAB切り替えbus_switchという信号名では信号がHighのときAとBのどっちなのかわからない。

〇バスA選択bus_a_selならばHighのときAが選択されるとわかる。

また、負論理の信号は、信号名だけで識別できるようにサフィックス(_n)を付けた方がよい。こうしておくと、リセット時の出力値は一律に0(false)と決めておけば、ピンごとにリセットの値を書かなくてすむ。差動信号(sig_p,sig_n)は、High:p>n Low:p<nのようにHigh/Lowの定義も明確にしておく。これはタイミングチャートを書くときにも必要。

・方向は、入力(I)、出力(O)、双方向(IO)の区別だけでなく、オープンドレイン(OD)、トライステート(OT)も識別した方がよい。外部プルアップが必要か識別するために。

・信号名に方向を示すプレフィックス(i_,o_,io_)を付けてもよいが、やりすぎのような気もする。

・説明は、レベル信号ならばLow,Highの意味、パルス信号ならばパルスの意味とパルス幅(受信側の1クロック以上必要)を書くとよい。ここで、レベルとパルスは単なる波形の違いではなく、信号の意味の違いである。同じパルス状の波形でも、レベル信号ならばパルス幅に意味がある、すなわちその期間は1(true)という意味になるが、パルス信号ならばパルス幅自身に意味はなく、パルスのエッジのタイミングや回数に意味がある。

信号名	方向	説明
clk	I	クロック(100MHz)
dtype[1:0]	I	データタイプ(0:8bit,1:16bit,2:32bit,3:禁止)
1pps	I	1s周期パルス(1clk幅)
dat[15:0]	IO	データ
intr_n	OD	割り込み要求(Low:要求中)

・この他に、タイミング情報（出力を変化させるクロック、入力をサンプリングしているクロック、そのクロックに同期しているか非同期か）、ピン属性（プルアップ有無、ドライブ電流）の仕様もここに書くとよい。

・ピン番号は1ピンに1行を割り当てなければならないので、ピンアサイン表として別の表にした方がよい。

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(2) タイミングチャート (timing diagram)

・信号どうしの因果関係を波形で描く。

・機能を表現するときはクロック単位の粗さで描き、遅延時間などを表現するときは時間単位(ns)で描く。欲張って両方を１つの図に描くとわかりにくくなる。

例）クロック単位のタイミングチャート

例）時間単位のタイミングチャート

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(3) パケットフォーマット（フレームフォーマット）

・データを転送するのに、あるビット列（バイト列）かたまりを定義することがあり、かたまりのどの部分が何を意味するかを書く。

・データのかたまりは、パケット(小包)とかフレーム(枠組み)と呼ばれる。

例）シリアルデータの場合

0 31	32 47	48 63		511
header	data#0	data#1	...	crc

MSB(bit 0) first ←出力順も書く

例）パラレルデータの場合

31	0	出力順
header		↓
data#0	data#1
...	...
data#10	data#11

data type：2の補数。整数部1ビット,小数部14ビット　←データタイプも書く

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